喀斯特地区灌木根系力学特性及WU模型适用性研究

发布时间：2025-05-11 03:30

　　 植物根系力学特性(抗拉、抗剪)是决定水土保持的关键因素。为研究喀斯特地区灌木根系的护坡力学效应,以多花木蓝和双荚决明根系为研究对象,通过室内单根拉拔和根土复合体直剪试验,探讨单根拉伸特性与根土复合体剪切特性的关系,并探讨WU模型的适用性。结果表明:随根径的增加,抗拉强度总体呈下降趋势,因树种的不同,趋势不尽一致;单根抗拉强度和根土间的摩擦共同影响根土复合体抗剪特性,前者影响最大,后者的影响相对有限,以细根和粗根搭配使用较优;WU模型在喀斯特地区经修正可适用,但不同的植物具有不同的修正系数。研究结果将为喀斯特地区生态恢复、边坡绿化树种筛选及配置奠定良好的基础。

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【部分图文】：

图1 多花木蓝及双荚决明单根抗拉强度

植物根系抗拉特性是研究植物固土护坡的关键,多花木蓝和双荚决明单根拉伸试验结果如图1所示。由图1(a)可知:多花木蓝根径1～5mm时,单根极限抗拉强度分别为3.08,1.85,1.97,2.05,2.17MPa。根径在1～2mm时,单根极限抗拉强度随根径的增加而急剧下降;根径....

图2 纤维素和木质素的化学结构

根径的大小对多花木蓝和双荚决明单根抗拉特性的影响尽管不完全一样,但存在以下2个共同点:①根径为1mm时,即根径较小(细根)的抗拉强度要显著高于根径为2,3,4,5mm(粗根)的抗拉强度。对于植物根系而言,纤维素、木质素和韧皮细胞为其主要组成物质[24],其中纤维素和木质素是赋....

图4 多花木蓝及双荚决明布根类型与抗剪强度的

图4为1细根+1细根、1粗根+1粗根和1细根+1粗根根土复合体抗剪强度结果。由图4可知:细根和粗根配合的复合体抗剪强度要高于细根组合或粗根组合的抗剪强度;多花木蓝根土复合体的提高幅度要高于双荚决明。这说明细根与粗根的抗拉强度差异越大,配合使用后的复合体抗剪强度提高幅度越大。该研究....

图3 多花木蓝和双荚决明根土复合体抗剪特性

根土截面比是指单位土体面积内根系的含量,含量不同,对土体的增强效果不同。在上述研究基础上,将根径在1mm以下的根系视为细根,根径2～5mm的根系视为粗根。为了进一步探究细根和粗根对根土复合体抗剪特性的影响,本研究重点分析了不同根径的粗根和由与之截面比等效的若干细根组成的根土复....

本文编号：4044778